电网监控系统的设计与实现

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第一章绪论第一节论文研究背景港区调度中心电网监控系统于1996年构建，投入运行已有8年。随着港区的发展，电力的需求量不断增大，变电站的数量也在随着供电范围的扩大及负荷量的增加而迅速增加，调度中心电网监控系统已满足不了发展的需要，目前调度中心北疆调度电网监控系统(RD800)可接站RTU64个，已接进RTU站60个左右。南疆调度电网监控系统(RD800)可接入站48个，已接进站44个。现有集控系统接进的RTU站都大于10个站，而每个集控系统与调度中心站之间的通讯方式采用的是普通通讯电缆，通讯速率最高只能达到4800bt，由于RTU不断增加，越来越多的数据通过普通专线电缆传输到北疆RD800系统(或南疆RD800系统)。当远方发生事件时因受集控系统与调度中心系统这种串行口传输模式的约束，加上新建站的迅速增加，RD800调度电网监控系统的容量己满足不了变电站发展的需要，由于集控系统与调度中心站采用的是普通专线，传速速率最大为4800BD。变电站的不断增加，传速速率的限制，目前港区调度电网监控系统的系统实时性已达不到电力行业技术要求。不能将发生的事件即时传输到调度中心站RD800系统中，影响了值班员随时了解电力电网监控系统安全运行情况，无法立刻处理当时发生的事件，可能由此造成巨大的经济损失。另一方面，计算机高速发展的今天，调度中心RD800系统中计算机硬件上的限制(硬盘和内存)，软件系统中的数据库采用的不是标准的商用数据库，无法与其他系统进行数据交换，满足不了现代管理系统随时了解实时系统的要求。由于以上的种种问题，我们建议对调度中心站调度电网监控系统进行全面的系统改造。也为2008年中国举办的奥运盛会，港区有一套安全可靠的供电系统，随时了解港区电力系统安全运行情况，为来自世界各地的货轮安全装卸货物，做好充分的准备。第二节项目实施的远景预期港区电力公司调度中心电网监控系统改造，经过可行性研究、方案确定、施工组织、安装调试、试验、到改造完成运行历时10个月，并经过12个月的试 第一章绪论运行，至2006年10月整个系统改造全部完毕。改造后的电网监控系统，操作主机采用DELL品牌的工作站主机，操作系统使用微软公司的视窗操作系统，数据库采用SQL商用数据库软件。整套系统在技术性能上属国内先进水平，完全符合国标的相关规定，完全适应港口电力电网监控的需求。改造过程中，对地理图、网络以及数据库的应用进行了创新设计。地理图形采用白行研发的地理图软件，方便了运行人员对地理地形的了解与判断；网络采用了光纤局域网，使各个主控站系统改变原来的专线通讯方式使用更加快捷的光纤网络；数据库由于光纤网络的使用，使调度中心的数据库与各个主控站系统相通，即调度中心在修改数据库的时候，同时相关主控站系统的数据库也自动作相应改动。改造完成后的调度中心自动化水平大大提升了；接入厂站的数量大大增加，现已接入的数量为100余个；数据通讯速率大大提升，达到100M／s；监控系统的操作更加简便、快捷，系统图和数据库的操作更加简单、易会，大大提高了工作效率；整套系统的数据处理能力大大增强，可以按规定标准实时完成全港电力电网数据的处理。第三节项目实施的原则调度中心电网监控系统的改造必须遵循可靠、实用的原则，必须保证在改造过程中不影响生产，不影响调度中心系统的连续运行。在调度中心电网监控系统改造过程中需要改造的集控系统应尽可能利用原有的设备，以节省改造所需的投资。改造后的调度中心电网监控系统能够接入的变电站数量应满足2015年前港区发展的需要。改造后的调度中心电网监控系统在功能上应是可扩的。第四节论文组织结构本文剩余章节如下安排，第二章电网监控系统的需求分析；第三章电网监控系统的设计；第四章软件功能模块的实现；第五章总结与展望，并指出下一步的发展方向。2 第二章调度中心电网监控系统需求分析第二章调度中心电网监控系统需求分析第一节必要性分析调度中心电网监控系统于1996年组建，投入运行已经有近十年的时间。目前调度中心北疆调度电网监控系统可接厂站(RTU)64个，己接入厂站(RTU)60个；南疆调度电网监控系统可接厂站(I盯U)48个，已接入厂站(IHU)40个。调度中心采用的是以Sun品牌机为硬件平台、Unix为操作系统平台和RD800电网信息实时监控系统，组成的调度电网监控系统。经过近十年的运行，无论从硬件部分的维修、维护和保养，还是从操作系统与RD800电网监控系统的稳定性、易操作性和数据处理能力都存在很多的问题。在三遥信息的传输方面也存在很大的问题。厂站与集控站之间采用的是通信电缆连接，传输速率为600波特率，而集控站与调度中心之间的通信方式主要是专线拨号连接，传输速率为4800波特率，数据传输速率有很大的限制。随着变、配电站的不断增加，三遥信息的数据传输速率已经无法达到电力行业技术要求，不能将发生的事件及时有效的传到调度中心。调度电网监控系统的配置已经不能满足现代管理系统随时了解电网系统实时运行状况的要求。首先，从计算机硬件上考虑，中央处理器(CPu)的运算速度，硬盘的存储容量，内存的容量已经与当今的计算机水平相差太远了，直接影响调度电网监控系统的运行速度。其次，从操作系统的角度考虑，Unix固然稳定，但是由于对应Sun品牌机的Unix操作系统没有太多的功能升级，对现今的设备无法实现完全兼容，而且操作很不便利。再次，RD800电网监控系统所采用的数据库不是先进的商用数据库，无法与其他系统进行数据交换。随着港区面积的不断扩大，供电范围和供电量也在逐年递增，无人变电站数量日益增多，电网监控系统面对的问题不断增加，功能需求也是越来越多。综上所述，已经过时RD800电网监控系统已经不能满足现代电力电网的管理的需求，继续对调度中心电网监控系统进行改造以提高整体的自动化水平，适应未来港口电力系统的发展，并为港口的安全、优质供电发挥应有的作用。3 第二章调度中心电网监控系统需求分析第二节系统功能分析港区的电网调度电网监控系统包含个多个分散的主控系统，原系统设计中采用多套独立的当地系统，数据再向中心站转发，造成投资增大、系统维护困难等问题。针对港区调度中心电网监控系统的要求，我们建议采用分布式数据采集的方式，即采用多套前置机系统，分布到现有的各个主控站，便于通道的就近接入，对前置系统的维护都可以在主站进行远程维护，各分布前置机通过TCP／IP与主站的通信管理机通信，由主站的通信管理机汇总全局数据。各主控站的人机工作站作为系统的一个远程工作站，通过系统提供的“角色”和权限管理系统，对数据进行“分流”，使主控站所关心的信息是整个系统信息的一个子集。系统的维护工作集中在主站进行，减少了系统的维护工作量。2．2．1分布式数据采集1、便于通道的就近接入2、兼容目前已有的通道设备的投资3、为配网自动化的建设提供统一的数据采集方案2．2．2主立di+N主控站模式(1+N模式)1、仅投资一套主站软件，应用软件的资源可共享2、便于系统的升级和维护3、便于对各主控站的管理4、子站可建立当地的备份运行系统，提供系统的可靠性。2．2．3可靠性要求1、系统的重要单元或单元的重要部件应为冗余配置，保证整个系统功能的可靠性不受单个故障的影响。2、系统应能够隔离故障，切除故障应不影响其它各节点的正常运行，并保证故障恢复过程快速而平稳。3、硬件设备的可靠性：系统所选设备应是符合现代工业标准，并具有相当的生产历史，在国内计算机领域占有一定比例的标准产品。所有设备具有可靠的质量保证和完善的售后服务保证。4 第二章调度中心电网监控系统需求分析4、软件设计的可靠性：软件的开发应遵循软件工程的方法，经过充分测试，程序运行稳定可靠，系统软件平台应选择可靠和安全的版本。5、系统集成的可靠性：不同厂家的软、硬件产品应遵循共同的国际国内标准，以保证不同产品集成在一起能可靠地协调工作。2．2．4开放性要求1、系统应遵循国际标准，满足开放性要求。选用通用的或者标准化的软硬件产品，包括计算机产品、网络设备、操作系统、网络协议、商用数据库等均遵循国际标准和电力工业标准。2、系统应采用开放式体系结构，提供一体化支撑平台。能支持多种硬件平台；支撑平台采用国际标准开发，所有功能模块之间的接口标准应统一；支持用户应用软件程序的开发，保证能和其它系统互联和集成一体，或者很方便地实现与其他系统间的接口。系统应能提供以下开放式环境，包括：(1)标准的数据库访问接口(2)基于标准的图形用户编辑、生成工具及访问接口(3)标准的网络通信应用层协议、应用基本函数及调用接口(4)开放式系统软件运行任务调用接口(5)系统软件集成的开放环境3、系统具有良好的可扩展性，可以逐步建设、逐步扩充、逐步升级。(1)系统容量可扩充，包括可接入的厂站数量、系统数据库的容量等，不应该有设计容量上的限制，从而能使系统可以整体设计、分步实施。(2)系统功能可扩充，能不断增加新的功能模块，以满足电网监控与运行管理不断发展的要求。2．2．5安全性要求1、系统应具有高度的安全保障特性，能保证数据的安全和具备一定的保密措施，执行重要功能的设备应具有冗余备份。系统运行数据要有双机热备份，防止意外丢失。2、系统应构筑坚固有效的专用防火墙和数据访问机制，最大限度地阻止从外部对系统的非法侵入，有效地防止以非正常的方式对系统软、硬件设置及各种数据进行访问、更改等操作。5 第二章调度中心电网监控系统需求分析3、调度电网监控系统与其它电力监控系统之间应是相对独立的关系。可采用“网关+网络交换机”方式完成调度电网监控系统与其它电力监控系统(如配电电网监控系统等1的互联。4、禁止非电力监控系统对调度电网监控系统数据的直接调用。为保证调度电网监控系统的独立性和安全性，通过电力专用防火墙实现调度电网监控系统(安全I区)到电力管理信，g(MIS)系统(安全III／IV区)的单向数据迁移，在安全III区建立调度电网监控系统数据平台，进而实现安全WEB服务及电力管理信。g,(MIS)系统的通信接13。系统的管理上应采取各种措施防止内部人员对系统软硬件资源、数据的非法利用，对计算机病毒的防护应覆盖调度电网监控系统的所有服务器和工作站，提供定期、及时更新病毒代码的机制，严格控制各种计算机病毒的侵入与扩散。系统万一被入侵成功或发生其它情况导致数据服务崩溃时要能在短时间内恢复。第三节系统性能指标要求2．3．1可靠性指标1、系统年可用率：≥99．9％2、所有设备的寿命在正常使用并具有一定备品条件时不少于15年。3、所有设备(包括电源设备)在给定的性能指标下运行，连续7,200小时内不需要人工调整和维护。4、通道设备的MTBF：≥50，000小时。2．3．2实时性指标1、遥测量越死区传送时间≤3s。2、遥信变位传送时间≤2s。3、遥控命令传送时间≤4s(包括校验．返回．执行时间)。4、全系统实时数据扫描周期(按30个厂站计)2’--10s(可调)。5、电度累加量扫描周期5n(n=l，2⋯⋯12)分钟等级可调。6、画面调用响应时间(从按键到显示完整个画面时间)，85％的画面≤2s，其它画面≤3s。6 第二章调度中心电网监控系统需求分析7、画面实时数据刷新周期5～10s可调。8、打印报表输出周期可按需要调整。9、双机自动切换到基本监控功能恢复时间≤50秒。2．3．3准确率指标1、遥测误差≤±1．5％。2、越死区传送整定最小值≥0．5％(额定值)。3、遥信动作准确率>／99．9％(不考虑遥信输入接口回路的干扰)4、遥控准确率≥99．99％5、遥调准确率≥99．9％6、系统与标准时间误差≤2ms(利用GPS)2．3．4负荷率指标1、电网正常状态下(1)在任意30分钟内，服务器CPU的平均负荷率：≤20％。(2)在任意30分钟内，工作站CPU的平均负荷率：≤30％。(3)在任意30分钟内，局域网的平均负荷率：≤15％。2、电网事故状态下(1)在任意30s内，服务器CPU的平均负荷率：≤40％。(2)在任意30s内，工作站CPU的平均负荷率：≤60％。(3)在任意30s内，局域网的平均负荷率：≤30％。3、事件顺序记录(SOE)分辨率(1)系统分辨率≤20ms(2)站内分辨率、<2ms4、系统事故追·IL(PDR)时间(1)事故前追忆时间1分钟(2)事故后追忆时间2分钟(3)事故追忆数据扫描周期与系统实时数据扫描周期相同。2．3．5其它指标所有主站设备具有良好的防止静电、电火花、雷电、过电压、电磁辐射破坏的性能，其耐压及抗干扰性能符合以下IEC标准：7 第二章调度中心电网监控系统需求分析1、绝缘符合IEC338／IEC060标准2、过电压阻抗符合IEC338／060标准3、耐过压频率符合IEC2554标准4、静电放电符合IEC801—2标准5、电磁场干扰符合IEC801．3标准6、电力快速传送符合IEC801．4标准7、防无线电干扰符合VDE875标准2．3．6安装运行环境要求1、一般工况(1)海拔高度：180米(2)环境温度最高温度：30℃最低温度：10℃最大日温差：20℃(3)相对湿度(环境温度为20。C时)日平均相对湿度：55％月平均相对湿度：55％2、外部条件(1)辅助电源①交流电源：额定电压：220V，允许偏差．15％----+10％。频率：50Hz，允许偏差±0．5Hz。波形：正弦，波形畸变不大于5％。②直流电源：额定电压：110V。允许偏差：．20％'---+10％。纹波系数：不大于5％。③uPs电源：为保证调度电网监控系统的高可靠性供电，调度自动化设备要求采用UPS电源供电。UPS电源应保证足够的供电容量，交流失电后能保证可靠供电4小8 第二章调度中心电网监控系统需求分析时。电压：220V+2％；频率：50Hz--L0．2％。(2)接地机柜以及电缆屏蔽层的接地线均要求与电力调度大楼主接地网可靠连接。(3)抗震等级水平加速度：O．29垂直加速度：0．199 第三章系统设计第一节概况电网监控系统具有完善新颖的功能、灵活的配置、开放式的软硬件平台，工具化、平台化的软件设计思想。系统主要特点如下：(1)系统配置灵活方便可选用高档微机服务器，也可以选择各种高档微机，系统规模可以从单台机器到多台机器、单种机型到混合机型任意选择。系统配置方案可根据用户实际需要灵活改变，性能价格比高，完全满足不同用户需求。(2)遵循开放性原则的系统体系结构主站采用功能分布，使各部分功能有机结合起来，实现数据信息、通信通道及其他资源的共享，避免重复配置，易于系统扩展。本系统不仅做到计算机平台级，即操作系统、用户界面和网络通讯等的开放，而且还进一步遵循数据库、应用程序及现场自动化与通信装置接口及规约的开放标准，保护用户投资，提高系统可维护性，也为将来系统扩充和发展保留充分的余地。系统体系有以下特点：系统配置灵活，可以分散投资，系统扩容不影响系统性能。系统具有更高的可靠性，多机充分冗余。通过功能的合理分布，使系统中的各功能结点负载平衡，减少主机负担过重的问题。(3)强大的通信支持电网监控系统能适应不同的网络结构，采用冗余与备分相结合的方式，保证实时系统网络传输的可靠性。对数据采集的方式，既可适应集中式的数据采集方式，也支持分散数据采集方式。(4)可扩性好服务器、工作站、数据库、画面、报表等的扩充，均可通过修改数据库在线完成。10 第三章系统设计(5)安全性好电网监控系统提供完整的安全性管理，用户权限分三种等级，不同等级的用户可定义不同的功能子集，并可拥有不同的主控台配置。对于最低级别的用户电网监控系统替代Windows2000的桌面，使得用户不允许进入Windows2000环境下作任何操作，保证系统的安全性。系统具有登录，注消的概念，在一体化系统中又引入“角色”的概念，控制不同用户的操作权限。系统可以提供基于IC卡的身份识别，可提供重要操作的异座确认，保证操作的安全性。(6)完善的数据库管理系统实时数据库及商用数据库相结合的数据库管理系统，既满足实时性要求又保证历史数据库的安全性及同外部系统联接的标准性。采用ODBC技术，使系统独立于各种商用数据库，很方便地与其他系统建立互联，并提供各种手段，保证历史数据的完整性。实时数据库与历史、管理信息数据库相结合的数据库管理系统。数据库完全开放，系统自动包容用户白定义的各种库，提供用户二次开发的能力。(7)强大的图形系统采用多平面、多层次的图形系统，具有漫游、变焦、导游等功能，并将地理概念引入图形系统，使图形能放映地理信息，并可直观的通过图形界面查询各种设备信息。本图形系统外挂多种字体，色彩丰富。并可直接处理图象，使得图形系统具有丰富的表现能力。图形带拓扑结构，拓扑结构是根据用户的图形自动分析而形成的，不增加用户的负担。在拓扑结构的基础上，可提供许多更复杂的功能，如动态着色等功能。(8)提供基于图形界面的智能化支撑环境充分考虑用户的方便性，开发基于图形界面的智能化支撑环境，让用户花费的维护工作量最小。网络拓扑数据库由程序自动生成，减轻工作量，使系统工程化程度大大提高。一个新上的系统可以在很短的时间内建立起来，大大缩短了工程工期。 第三章系统设计(9)可方便地与外部系统集成，共享信息(10)工程化的前置系统采用终端服务器接入，安装极为方便、灵活，可直接通过网络访问通信口，大大提高信息处理能力。且不依赖数采工作站的硬件接口及软件平台，系统升级方便，可扩充性强。系统也提供了基于网络的数据采集方式，并可与常规的通道方式并立运行，构成热备方式，支持网络通信协议。提供多窗口、全图形人机界面，操作方便直观，调试手段灵活，所有参数及系统配置全部在线完成。具有丰富的规约库供用户选择，支持多种通信方式，适应各种通道。具有双通道处理能力及通道诊断功能。(11)除了提供各种常规的SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，即数据采集与监视控制系统。)计算功能外，系统还提供功能强大的数据库计算引擎，用户可随意引用C语言提供的运算符、关系符及IFTHENELSE语句描述各种复杂的实时计算。(12)功能强大的报表系统，在表项中可插入文字、数据项、表达式、文件、画面或位图。提供计算引擎进行表面数据项的计算，作到图文合一，所见即所得，同时系统还提供基于Execl格式的报表。(13)集成Intemet／Intranet技术本系统提供基于Intranet的Web服务，提供与MIS网信息、画面及报表共．—一旱。提供多种网络互联方案，包括：WEB服务方式、ODBC接口、软总线应用程序接口和数据通信方式等。第二节系统结构和配置3．2．1系统结构系统采用功能分布式的系统设计和全分布的网络体系结构。系统基于TCP／IP网络，所有功能采用客户／服务器(Client／Server)模式分布于网络中，支持和管理网络中各自独立的处理节点，使数据共享。12 第三章系统设计系统采用模块化的软件层次结构，从支撑平台到应用功能的各个组成部分，全部按模块化结构进行设计。其中，支撑平台在每一台机器上均要安装运行，但每一台机器运转哪几个应用模块可按需要配置。模块化的软件设计结构，使得系统软件结构清晰，便于维护，避免重复开发，配置灵活。系统在逻辑上由客(Client)和服务器(Server)两部分组成。服务器的基本任务是数据维护和数据处理，并响应客户机的请求向客户机传送格式化的数据信息。客户机则负责提供用户界面，如图形、表格以及声音、动画等。系统客户机不拥有自己的数据库，所有需要的数据及信息均取自于服务器，所以每台客户机在任何时候均可以开启或关停而不影响其历史数据及信息查询。因此，系统没有数据一致性问题，并能使系统信息资源在广域网范围内实现共享。系统前置机和服务器之间、服务器和客户机之间的网络通信和数据传输完全采用基于可靠连接的网络非透明通信方式(即点对点方式)。前置机接收厂站远动设备的数据，通过点对点的方式写入服务器中；客户机则是以一问一答的方式向服务器请求数据；控制命令也是由客户机以点对点的方式传递给服务器，服务器再以点对点的方式传递给前置机。采用基于可靠连接的网络非透明通信方式，其目的是保证数据传递的可靠性和完整性，从而可以完全避免原系统中经常遇到的事件信息丢失以及遥控操作成功率低等情况。SCADA服务器是调度中心电网监控系统的核心，从系统可靠性要求考虑，配置双服务器。前置机是特殊类型的客户机，完成系统和现场数据的接口任务，配置双前置机。为了保证整个系统的运转，同时有两台服务器处于运行状态，为保证数据的实时更新，也同时有两台前置机处于运行状态。系统其他各种工作站均是客户机，数量可根据需要任意配备。为简化网络结构和节约投资，前置机的功能也可由SCADA服务器来完成。调度中心电网监控系统通过“网关+网络交换机”的方式实现与其它计算机系统的互联，通过电力专用防火墙将调度中心电网监控系统(安全I区)的数据单向迁移至电力管理信息(MIS)系统(安全III／IV区)，在安全III区建立数据平台，实现调度中心电网监控系统安全WEB服务及与电力管理信息(MIS)系统的通信接口。13 第三章系统设计‘3}主控系统一：i主控系统一：一图3-1主站调度系统结构图3．2．2系统硬件配置硬件选用起点高、信誉好的计算机厂家生产的系列产品，能支持异构网络的互联，支持双网或多网运行，支持标准商用数据库。系统硬件选用成熟的、高质量的、先进可靠的、具有较好可维护性的设备，具有使用寿命长、易于扩充升级的特点。硬件设备的配置容量能满足整个系统的功能要求和性能指标要求，并留有适当的裕度。系统容量按照本招标书的远景年要求配置，各服务器和工作站留有40％以上的系统资源给用户。采用专业的高档微机服务器(机架式)作为系统的服务器，采用商用品牌机作为系统的工作站，且整机配置均为原厂生产。保证了系统的高性能，高可靠性，开放性好，维护方便，投资适中。调度中心电网监控系统基于100M以太网，体系结构上采用二层结构的客户／服务器方式，包括系统服务器，Web服务器，前置机，以及调度员工作站等。调度中心和距离较远监控中心之间可用光纤通道相连，以保证监控工作站作为整个系统的一部分及与系统的快速可靠通信。从主站系统结构图中可以知道主站系统设置了两台系统主服务器、一台14 第三章系统设计WEB服务器、两台调度工作站、两台通信处理机。虚框中表示的为非主站系统的设备。在主站系统中设置通信处理机能够确保调度中心电网监控系统改造的分步实施从技术上成为可能，而且能够保证在整个改造过程中调度中心电网监控系统的不间断运行，从而确保旧的调度中心电网监控系统向新的调度中心电网监控系统的平稳过度。1、系统主服务器系统主服务器是调度中心电网监控系统的核心，有2台同型号高性能的PC服务器组成。每台服务器通过网络端口与主干局域网相连。两台服务器互为热备用。系统服务器具有以下三方面的功能：(1)完成系统数据处理功能(SCADA)(2)负责维护和存储系统实时数据(3)负责维护和存储系统历史数据2、WEB服务器配备WEB服务器一台，该服务器同时兼做网桥和数据中心。在WEB服务器内建立数据平台，实现调度自动化数据的共享，供全公司查询和调用。通过数据平台实现调度电网监控系统与电力管理信。N,(MIS)系统的通信接口。WEB服务器具有较强的处理能力，具有处理多进程、多用户的能力，在多个用户访问时能保证个用户具有较短的响应时间。实现在MIS网、远程工作站上进行电力系统运行数据的查询。MIS系统的任何一台电脑只需安装Intemet浏览器便可进行WEB查询。WEB服务器同时担当网桥的角色，并通过专用防火墙设备与调度自动化网络连接，有效安全隔离调度电网监控系统和MIS系统。WEB服务器同时接入MIS系统。3、调度工作站配置两台调度员工作站完成对电网的实时监控功能。采用相对较高档的PC机，并配备双大屏幕显示器。调度工作站主要提供人机交互界面，显示图形和实时数据等。4、通信处理机(前置系统)前置系统负责采集实时数据，是系统与现场数据接口的关键部位。选用2台同型号高性能PC服务器作为前置机，接收以旧模式上送的信息(用商用15 第三章系统设计MODEM方式)，两台服务器互为热备用，可自动切换和人工切换。也可由集控系统中的前置系统直接通过光纤挂在主网上。5、网络结构主控系统内部以网络集线器连接，数据传输速率达到100M／s；主控系统与主控站系统采用光纤连接，数据传输速率达到1000M／s。此种网络结构可以准确、及时、有效地传送电力系统运行数据。3．2．3系统软件配置所提供的平台具有足够的开放性和可扩性，所提供的软件支持用户开发和修改程序的要求，开发和修改后的软件能在线地装入系统中，投入实际运行，并实现“无缝结合”。在结构上，采用与数据库无关的编程技术，当供电系统改变时，或内存、外存、外设扩充时，不必修改程序和重新组装软件，系统就能够投入运行。系统软件采用功能化和模块化的设计。软件系统的结构为：最底层为操作系统平台和数据库(DBMS)支撑平台，其次是SCADA应用软件。提供的所有软件集成在系统中并能正常运转。主站系统、主控系统、集控系统应用软件采用“一体化”设计和具备统一的平台。所提供的软件具有良好的稳定性和可靠性、体系结构。3．2．4SCADA功能简介该本次电网监控系统采用WindowsXPProfessional作为操作系统平台，SQL2000Server作为数据库系统平台，开发出新一代的SCADA／EMS系统。它是基于Windows操作系统，商用数据库管理系统，采用标准的智能终端服务器采集数据，应用Client／Server模式和分布式处理技术实现的SCAD～EMS系统，全部程序均采取面向对象的程序设计语言编写，系统维护、二次开发甚为方便，本文中的电网监控系统完全摆脱了对具体硬件平台的依赖，配置方便，可移植性强。1．监控系统的主要功能：(1)、实时数据采集；(2)、遥控、遥调、远方整定、远方监视；(3)、告警(越限告警、变位告警、事故告警)，输出形式有：音响告警、画16 第三章系统设计面告警、语音告警；(4)、公式计算(包括实时计算、统计计算及条件判断)；(5)、能用棒图、曲线、表盘图等显示各种遥测量；(6)、提供丰富的电力系统图符，能在画面上直接显示各种信息，画面可在线硬拷贝；(7)、画面能分层显示，进行线路拓扑分析、动态着色；(8)、具有完整的规约库，可与各种RTU通信；(9)、双机互为热备用，双通道互为热备用；(10)、可进行多种仿真(遥信变位、时间记录、远动投退等)(1D、MIS系统接口，多种保护接口、模拟屏接口及天文钟接口；∞、在线诊断功能、负荷监控系统接口，AGC功能；(13)、使用TerminalServer技术。2．监控系统的主要特点：(1)、具有良好的人机界面，本文中的电网监控系统的人机界面简单、易懂、易于操作，一般普通用户经过简单的计算机培训即可使用和维护系统；(2)、具有良好的可移植性，本文中的电网监控系统利用VisualC++提供的高效Windows编程环境编写的软件，软件独立于硬件平台，只要新的硬件平台支持系统软件的运行，就能支持本文中的电网监控系统的运行；(3)、具有良好的通用性，本文中的电网监控系统的程序结构灵活多变，功能强大，能够满足各种用户的不用要求。本文中的电网监控系统提供一系列的实用工具，由用户使用这些工具来构筑系统：(4)、具有良好的实用性，本文中的电网监控系统是一个实时监控系统，在保证系统功能的正确，响应及时的情况下，再根据用户的具体要求，提供各种可能的功能扩充；(5)、具有良好的开放性，向用户提供不同层次的程序接口，用户可以在技术人员的指导下，通过这些接口进行系统功能的二次开发，满足用户在系统运行过程中的各种要求。17 第三章系统设计3．2．5SCADA功能软件臣互口互互互墨互Z互蕊麓爨蹬罄蕊蕊鎏麓滚麓㈧l嚣鬻鬲薹工且!替磊匿。三拒手譬}，三』≥蜒熊抑坚：j0里出p■—疆—露四E叵翟互口黔宴霉联受匝口盈1咀皿圈2j州净虱匿阜：灞图3—2软件功能图图3．2反映了整个软件各主要功能模块和模块包含在软件系统功能。1、前置通信软件，包含通信接口和通信状态监测两个功能模块(1)实现与各种类型的终端进行通信(如RTU、变电站综合电网监控系统、模拟屏、转发等】、规约解释、收发数据、数据预处理、误码率统计、数据终端属性配置等功能。系统容量有一定的可扩充性。(2)前置系统通过网络终端服务器扩充串行口实现和变电站RTU或者变电站综合电网监控系统通信。支持电网目前采用的所有通讯规约和用户要求的通讯规约，包括IEC60870．5．101规约等。速率为300"-'9600波特。(3)前置系统能利用电力信息网实现和厂站终端设备的网络化通信，支持采用IEC60870．104通讯规约。适应变电所电网监控系统的网络化改造的需求。2、数据处理和控制软件针对数据库的操作(1)能处理各种模拟量、状态量、脉冲量等数据，以图形、表格、文字等形式进行显示，并保存所有要求的信息。18 第三章系统设计(2)对遥测量越限、开关／刀闸状态变化、保护动作等可给出推画面告警及语音报警，并记录归档，提供事故追忆功能。可进行遥控、遥调、对时等操作。(3)提供各种计算和统计值，如电压合格率、功率总加等，并能白定义公式。各种采集量及计算量能在线修改及打印，能提供较友善的人机界面。(4)其系统模块包括：数据采集及处理子系统、计算引擎及计算子系统、告警子系统、数据查询子系统、口令安全子系统、系统配置子系统、事故追忆子系统、图形子系统、报表子系统、检测维护子系统等。3、图形与人机联系软件是各种实时图片和综合控制模块的具体应用(1)采用目前流行的工业标准软件，基于统一的跨平台图形及人机界面系统。提供全Windows风格的人机界面，全图形、全中文对话、全程中文帮助信息、全鼠标操作画面窗口，具有缩放、漫游、拷屏、数据设置(有权限等级)等功能。(2)图形系统要支持多窗口分层、大屏幕投影显示，支持与数据库的关联，可根据电力系统接线原理对各元件进行逻辑上的有机联系。4、报表系统报表以历史资料的形式记录了电力系统运行状况，是保障电力系统安全与经济运行所不可缺少的重要依据。为用户提供一个功能强、使用灵活的报表生成软件包是SCADA系统中一个不可或缺的组成部分。为满足SCADA系统的特殊要求，根据电力系统的实际情况系统提供了两种方式的报表：系统专用格式报表和Excel报表，使得所制报表真正成为有价值的电力运行、电量统计的参考依据。(1)专用格式报表它主要能实现报表表格生成、数据定义、显示报表数据及打印报表等功能。5、与其它计算机系统的接口软件(1)建立完善的安全措施，对不同等级用户，设立相应的访问与操作权限。(2)通过电力专用防火墙建立数据平台，完成调度电网监控系统与电力管理信息(MIS)系统的通信接口3．2．6主要功能数据库的设计1、数据库的设计(1)遥信表的设计19 第三章系统设计fac％10order_notypeterminlinverteryx_vo．1op_statllsyxstatusprocesst蝇fh-counthf—counts{LcOuntvo上一degreealarm—degreeT．F^c砷(tinyint)1smIllint2tinyint1’rarchar12tinyint1tinyint1tinyint1tinyint1tinyint1smallint2smallint2=mallint2tirIyint1tinyint1图3．3遥信数据库设计表遥信表中包含遥信名称、厂号、序号、状态类型及开关状态等，主要是在数据库中表述电气设备在系统中运行状态的信息量(2)遥测表的设计遥是在数图3_4遥测数据库设计表信表中包含遥测名称、厂号、序号、遥测值、上限值和下限值等，主要据库中表述电气设备在系统中运行状态的电量参数(3)遥控表的设计20 第三章系统设计图3．5遥控数据库设计表遥控表中包含厂号、序号、关联设备号和操作号等，主要是在数据库中定义遥控操作的电气设备。(4)事故追忆表的设计图3-6事故追忆数据库设计表事故追忆表中包含序号、事故前数据量、事故后数据量、关联遥信号和关联遥测号等，主要是在数据库中追忆事故设备的相关遥信、遥测量。21 第三章系统设计(5)厂站信息表的设计猢为l熬j孽鬓麴装甓嗣■飘丽T—F埘H勰E糖锻《h辘嚣facjoU^C黼‰埒l氛t)ltyp毒tinyintlf·e一：t薯t≈=ti．'iyimt1oP一{tttⅡztiqvinttProct=slt《tinyintl2，‰cktt甚ti姆int1yc—t，肇tti魏yiat1pi芒J鱼龋毫v鱼rch矗r2毒sgz，0t毫霉titLyint1st^rtti睽esmilldiletlr}e4rⅧLtl囊盎Int4墨盒f娃∞r-staft—≮)限e辅、娃】a叁l章tl降e4；§f《8掌，，11^t4Pfo≮oeoltii节illtii-llcc-tti11t4ftIlint4：uc：e-'=_per_．)inint4flitmi＆4_perint始VdV女ti婶inti岛ffv盎王￥eti蕾削Int1sta{iOIt§datil‘vi拭1first垤bo缸d‰酣tiavil‘ti图3—7厂信息表数据库设计表厂信息表中包含厂名、序号、厂站类型、厂站状态和各相关数据库表的关联等，反映系统内各个厂站的运行情况和关联状态。(6)结点库数据表的设计熬霸{数獬囊教l长震I硼圈固—衄L那：汀l勰5lV鲥cb§jZn,tnocl,_Aoti埘I玳ln●tl一；t纛tq葺tinyint1霸·t2一砖tt职linyintltypetinyintttci{印ttinyint1弦。ot；st蜷Li衅ihtlfurzcty9tint4摊onxt钟。td埔tinFinti弘rtntn虢tiayinticd。r蛹。m孙tlnyintt图3．8结点库数据设计表结点库表中包含计算机名称、网络编号、网络连接状态和设备类型等，反映系统内各监控计算机的运行情况。22 第四章软件功能模块的实现第一节图形模块4．1．1图形模块软件功能：图形编辑、实时显示软件在设计和制作过程中吸取了人机工程、计算机图形学以及多媒体等方面的最新发展，同时又紧密地结合了电力系统中的实际情况，它具有以下特点：1、基于鼠标的窗口式图形编辑，快速简捷，用户所需要做的工作靠一只鼠标几乎都可以完成。2、采用标准Windows风格，可以进行多窗口同时显示，相互切换，提供图形漫游功能；采用弹出式菜单和软按钮相结合的方法，为用户在选择和切换功能或改变所设置的状态提供了友善的人机接口界面。3、丰富的状态提示信息，以及直观形象的图形反馈信息，使用户能方便地理解系统，易学易用。4、通过使用图元编辑器来制作在电力系统中的一些常用符号，使得用户在制作画面时可以节省大量的人力，既可以加快图形制作的速度，又可以增加图形的规范性和一致性。另外，用户可以通过图元编辑器定义一些其它系统中常用的符号，方便地制作其它一些不同于电力系统的画面。5、它集图形编辑、实时数据显示为一体的作图工具，改变了以往图形编辑、实时数据显示为两个分开的软件的做法，在编辑完电力系统图后，只需简单地存完图形文件后，切换到实时数据显示状态就可以立刻看到实际运行结果，方便使用。6、功能简介：(1)多平面、多层次；具有在一幅图中显示多层图的功能，各个图层可以设置显示属性，可以切换，可以多层同时显示，也可显示其中的一层，方式灵活。(2)具有实时网络拓tb(动态着色)功能。电力系统主接线图在实时显示状态时，根据实时的开关、刀闸状态，自动将失电区域用失电颜色同正常显示状态加以区分，帮助调度员判断电力系统运行状态。(3)针对电力系统设计，提供了常用的电力系统图元模版，同时内含图元编辑功能，可以根据实际情况制作图元，具有良好的扩充功能。23 第四章软件功能模块的实现(4)采用Windows风格，可以进行多窗口同时显示，相互切换，提供图形漫游功能，方便对大图的操作。在编辑电力系统接线图时，可将各种图元用鼠标拖放到编辑窗口中。各个图可以通过定义敏感点进行相互跳转。(5)在图形编辑状态下可制作线、垂直线、水平线、连接线、矩形、填充矩形、椭圆、填充椭圆、多边形、填充多边形、折线、文字等简单图形。(6)在图形编辑状态下可对选中的图元进行缩放、移动、上下翻转、左右翻转、上下左右对齐等操作，并可剪切、复制，粘贴到同一幅图或是不同的图中。(7)在图形编辑状态下可做成组遥测量、成组遥信量，一次生成一个厂内的信息，方便了使用。(8)在实时显示状态下可以对遥测进行封锁、置数，遥信封锁、置位，对能进行遥控的开关、刀闸进行遥控闭锁条件检查并进行遥控，并可以进行成组遥控，对可进行遥调的变压器进行遥调。(9)可直接在图形上进行挂牌和撤牌操作，并能做到标志的分布式和一致性；同时结合五防要求，对遥控和挂撤牌条件进行检查。⑩具有厂站事故推画面的功能。当厂站出现事故时，推出出现事故的厂站画面，方便调度员对事故进行处理。OD一个画面当地两种备份，当修改了库数据定义时，相关图形的数据定义也被改变，可简单地利用备份将相关图形的数据定义恢复。∞设备参数管理功能，在图形编辑状态下可对变压器、开关、刀闸、线路等设备进行参数的录入和修改，在实时显示状态下则可以进行参数的查询。⑩结合GIS技术，具有和MapInfo无缝集成的功能。图4-1口令检查对话框24 第四章软件功能模块的实现匣墨■■翟翟墨翟瑟蒸纛■纛蘸蒸瑟瑟瑟■————一——一——≮二百习，文件哩)编辑哩)查看世)画图雹)选顶吨)工具辽)编辑圉元哩)定义数据哩)窗口毽)帮助迅)萁它功能迁)_量j捌}E例100字体^rid图4．2一幅典型的实时接线图界面4．1．2图形模块的程序实现线色匝量iiiil埴充色匡垂垂习背景色压三iii：]￡1、图形初始化：对新建图形的参数初始化，简化创建新图形的基本设置。CGeApp：：CGeApp()powerWindow．SetSize(0，10)；pPowerEditDoc=NULL；m—hearth=NULL；m—hCheck=NULL；m—IconFileName=’＼o’；rn_IconFileFlag=FALSE；m—CurrentGeVersion=GetCurrentGeVersion()；／／AddByLibin．rn—FileVersion=3。0；m_HaveMaplnfo=0；／／默认为无Maplnfo．25 第四章软件功能模块的实现置。m—IsWebBrowse=0；11默认为无WebBrowse．m—ShowGeMenuList=0；11默认为不显示MenuList．m_haveVoicePop=O：m—bFileOnServer=FALSE；)2、新建图形：在图形初始化之后，新建一个图形文件。{POSITIONcurTemplatePos=GetFirstDocTemplatePosition0；while(curTemplatePos!=NULL、{CDocTemplate木curTemplate=GetNextDocTemplate(curTemplatePos)；CStringstr；curTemplate->GetDocString(str,CDocTemplate：：docName)；if(str!=—T(”Ge”))continue；curTemplate·>OpenDocumentFile(NULL)；return；)3、图形信息参数设定：对于电力系统图，对其图形信息给出特定的参数设BOOLCGeApp：：GetServerBase(CStringstr，CDatabase&database){if(m_HaveCluster){if(!CRtDbms：：OpenDatabase(database)){AfxMessageBox(”Cann’topendatabase!”，MB—OK，0)；26 第四章软件功能模块的实现returnFALSE；)returnTRUE；)charhostname[40]；if(!AfxSocketlnitO)retumFALSE；memset(hostname，0，40)；gethostname(hostname，40)；CStringdbname=”ODBC；UID2sa；PWD2；WSID=”：dbname+=hostname，dbname+=”；DATABASE--real_db”：CStringserver=str；BOOLbResult；TRY{bResult=database．Open(server，FALSE，FALSE，dbname)；)CATCH—ALL(e){／／NothingwecandoTRACEO(”Error：exceptionbySaveAllData＼11”)；DELETE_EXCEPTION(e)；returnFALSE；)END—CATCH—ALLreturnbResult；27 第四章软件功能模块的实现第二节数据库界面4．2．1数据库界面模块的主要功能：1、通过增加、修改、删除等工具录入各厂站信息量，产生的每条记录只需修改几个关键域，其它域自动生成缺省值，简化了用户的录入工作量。2、通过设定某类库的某些特定域，使其它应用软件包对库的数据做相应的判断或计算(如：修改遥测库的遥测系数使前置机程序将采集的原始数据转化成实际值)。3、能实现某类库的分厂、分数据类型查询。4、实时显示数据值或数据状态(如遥测值、遥信值、厂站运行状态)。备份库数据定义内容，必要时迅速恢复库数据结构。4．2．2数据库界面模块的程序实现：1、数据库界面按钮功能的设置m_wndToolBar．SetButtonInfo(3，ID_CHANGE，TBSTYLE_BUTTON，3)；str．Format(”编辑”)；m_wndToolBar．SetButtonlnfo(4，ID_ADD，TBSTYLE_BUTTON，4)；str．Format(”增加”)；m_wndToolBar．SetButtonInfo(5，ID_DELETE，TBSTYLE_BUTTON，5)；str．Format(”删除”)；m_wndToolBar．SetButtonInfo(6，ID_UPDATE，TBSTYLE_BUTTON，6)；str．Format(”更新”)；2、通过数据库界面对采集的监控信息数据存储至数据库中。voidCField：：KeyAddOne(char木pRecord){ASSERT(pRecord!=NULL)；intstart=GetStart0；switch(GetLength()){28 第四章软件功能模块的实现casesizeof(char)：{BYTE木keyByte=((BYTE木)(pRecord+start))；(*keyByte)++；)break；casesizeof(short)：{short木keyShort=((short木)(pRecord+start))；(半keyShort)++；)break；casesizeof(int)：{int木keyInt=((int木)(pRecord+start))；(术keyInt)++；)break；default：break；4．3．1遥控模块的主要功能：第三节遥控功能主要是指调度员人工通过调度系统对电网进行的操作和控制。主29 第四章软件功能模块的实现要内容包括遥控断路器，有载调压变压器分接头调节，电容器组投切，备用变压器投切和调节负荷的操作等。4．3．2遥控模块的实现1、遥控点位的选择intMaxNum2=CRtDbms：：GetlndexPerFac(YK_TABLE_NO)；for(i=0；im-related—no．ViewNo==dataid．ViewNo&＆ykOrder->mrelated_no．FacNo—dataid．FacNo＆&ykOrder->m_related_no．DotNo—dataid．DotN01{OrderNo=ykOrder->m_orderno；break；)2、确定厂站、点位、分合状态，DATAIDYkDataid；shortOrderNo；YkDataid．ViewNo=YK_TABLE_NO；YkDataid．FacNo=dataid．FacNo；YK—ORDER—STRUCT木ykOrder；intMaxNum2CRtDbms：：GetlndexPerFac(YKTABLE_NO)；for(i=0；imrelated_no．ViewNo==dataid．ViewNo＆＆ykOrder->mrelated_no．FacNo—dataid．FacNo＆＆ykOrder->mrelated_no．DotNo—dataid．DotN01{OrderNo=ykOrder->m_order_no；break；)3、确定信息进行遥控操作voidCReceiveYkSocket：：OnSend(intnErrorCode){FRONT——BACK——EXCHANGEsendBuf；sendBuf．m_netExchangeType=YKNE忑型PE；sendBuf．m—reeNo=1；sendBuf．m—recSize=sizeof(YK_STRUCT)；sendBuf．m～size=sizeof(FRONT—BACK—EXCHANGE)-20木sizeof(char)+sendBuf．mrecSize；sendBuf．mcontinue=0：memcpy(sendBuf．m—data，&pOwner->ykPreset，sizeof(YK_STRUCT))；intresult=Send((char木)&sendBuf,sizeof(FRONT_BACK_EXCHANGE))；)31 第四章软件功能模块的实现第四节前置机4．4．1前置机功能实现各厂站RTU数据的实时采集，是系统重要组成部分，是主系统与RTU之间的桥梁。1、其主要任务是：(1)与RTU通讯：将接收到的数据转换成工程量，也把主系统对RTU的下发命令送出去；(2)负责数据帧的校验工作；(3)通过网络向后台机提供实时的经过预处理的数据；(4)与上级和其它调度中心交换数据；(5)实现双通道切换与优选2、主／备前置机互为热备用，手动／自动切换；当定义的两台前置机运行时，先运行了前置机程序的机器就是主前置机，I主前置机完成前置机所要完成的所有任务，备用前置机定时与主前置机进行简单通信，侦听主前置机的运行状态，由于某种原因与主前置机的通信中断，备用前置机便升至主前置机直至退出；自动切换的时间不大于30秒。3、主／备通道互为热备用，手动／自动切换；首先根据厂站监测库的投入阀值与接收到I盯U成功数据帧，设定厂站的投退，如前置机在1分钟内接收的成功(经过校验的)数据帧(帧的大小根据规约而定)小于投入阀值则该厂站退出，否则厂站投入；不同速率的厂站可以设不同的投入阀值，高速率的投入阀值可以定大一些，缺省300bps投退阀值是10；如果用户需根据主／备通道之误码率进行通道优选，则由前置机同时计算主／备通道的误字率，当主通道的误字率大于备用通道的10％(可用户设定)时做主／备通道切换，主／备通道切换时间不大于1分钟，实现通道优选功能需占用双路调制／解调器及串行通信接口。通道板主／备通道的自动切换由前置机判断厂站由投入置为退出时，发给通道板切换命令控制码，通道板执行切换；这时通道板上通道选择拨到“A”位置；手动控制可选择以下两种方式：(1)在前置机上利用人机对话进行人工切换；(2)当通道板上通道选择拨到“I”时，通道板解调主通道的数据；32 第四章软件功能模块的实现(3)当通道板上通道选择拨到“II”时，通道板解调备用通道的数据；主、备通道各自都能接模拟信号又能接数字信号。4、解释多种不同工作方式的通讯规约这个工作是由系统的数据库界面在厂信息库中选择厂站的通讯规约，前置机配置库中选择通信速率，通讯方式(同步／异步)，；后台数据更新后，前置机便按新设定的规约解释接收的数据，同时把新的工作方式送给通道板，通道板不用其它调整，此后按新方式进行调制解调工作。5、一体化设计采用terminalserver技术，接线简单，modem出来的信号直接接入terminalserver。整个通讯处理柜只出一根网线与计算机相连，将数据采集的串行口从计算机上分离出去，既减轻了计算机的负担，满足了分布式的要求，又淡化了前置机的概念，使任何一台工作站都担当前置机的功能；对于网络RTU的接入则更加简单，直接接入与RTU相连的交换机上即可。前置机功能启动后窗口如图所示：l互互墨3■墨圜墨爨龋辩瓣添慧懑l羹§鬻i?一曼苎。：?o舌E_营詈卢c!嚣丁毫矛推T丁讲厅持瓣利时j霞隔#享E珉出?4；刷新巷j安F3：暂停接收惑筘F4：盎逢无谴验接FS：校验V×色_Y[色00色§《黼∞[皂图4—3前置机界面图33 第四章软件功能模块的实现图4-4监控J站选取图在主菜单中有四个菜单项，“背景色”是改变报文显示区的底色；“字体”能够设置报文显示的字体、大小、颜色；“退出"是关闭前置机软件；“设置”则是选择哪个厂站的报文进行显示，我们看一下选“设置”菜单后弹出的对话框；在厂站选择框中可供选择的厂都是实厂，用鼠标选择一厂后，前置机软件窗口的标题栏提示正在显示该厂的接收或下发报文；在状态栏中提示我们使用F3、F4功能键的前后状态，报文显示区缺省实时显示的是接收厂站的符合规约的合法报文，按F3键后，报文停止刷新，这时您根据规约解释报文，以证明接收的数据值与处理后的数据值是否运算关系，再按F3键显示区又开始刷新；按F4键可以在显示接收报文和发送报文之间切换，在调试和对RTU下发指令时能够观察通道或主站网络、串口的通讯是否正常。4．2．2通信功能模块程序实现1、通信接口主要是串口通信部分，下面是串口通信的程序：CCommRS232：：CCommRS232(TCICONFIG—LIST宰pList，BOOL&Init)：CCommAsyn0{ASSERT(pList!=NULL)；if(pList—NULL)return；intcount=pList->GetSize0，i-0；if(count<1)return；TCICONFIG—STRUCT宰pConfig=NULL，宰pLastC=NULL；BYTEport=O；BOOLfirst=TRUE；34 第四章软件功能模块的实现Init2FALSE；CHANNELDES—STRUCT木pcDes=NULL；DATAIDdataid；dataid．ViewNo=CHANNELDES3KBLE_NO；CHANGE—CHANNEL—STRUCT木pChannel=NULL；for(i=0；iGetAt(i))一NULL)continue；if(frst){frst=FALSE；port=m_facPort．m_portNo2pConfig->m_portNo；pLastC=pConfig；if((pConfig->m_channelTypeCHANNEI。TYPE_SLAVE)JI((pConfig->m_channelTypeCHANNE川PE_MSLAVE)＆＆(pConfig一>m_selectMSMS—SELECT_SLAVE))){m—dcb．m—baudRate=pConfig->m_sBaud；m_dcb．m_byteSize=pConfig->m_sBitLen；m_dcb．m_haveParity21；m_dcb．m_parity=pConfig->m_sParityType；m_dcb．m_stopBits2pConfig·>m_sStopBit；)elseif((pConfig一>m_channelTypeCHANNELTYPEMASTER)I|((pConfig->m_channelTypeCHANNE州PE_MSLAVE)＆＆(pConfig一>m_selectMS35 第四章软件功能模块的实现MS—SELECT—MASTER))){m—dcb．m—baudRate2pConfig。．>m_mBaud；m_dcb．m_byteSize=pConfig->m_mBitLen；m_dcb．rn_haveParity21；m_dcb．m__parity2pConfig-．>m_mParityType；macb．m_stopBits=pConfig一>m_mStopBit；)port==pConfig．->m__portNo；ASSERT(port==m_facPort．m__portNo)；dataid．DotNo=pConfig->m_relatedChannel；if((pcDes=("CHANNELDES—STRUCT*)CRtDbms：：GetAddByDataid(&dataid，sizeof(CHANNELDES—STRUCT))I)2=NULL){Init=FALSE；AfxMessageBoxl：”对应通道不存在!”，MB_OK,．0)；return；)Init=FALSE；pChannel=newCHANGE_．CHANNEL_STRUCT；if(pChannel==NULL、{Init=FALSE；return；)pChannd->m_nRef=O：pChannel,-．>m_pConfig22pConfig；pChannel,-．>m_pChannelDes=pcDes；pChannel-．>m_portNo=m_facPort．m_portNo；if(!NewFactory(pChannel，Init)){36 第四章软件功能模块的实现if(pChannel!=NULL)deletepChannel；if(Init)continue；elsereturn；)if(!InitComm()){Init=FALSE；ResetMPCommTag(pList)；return；)Init=TRUE；)CCommRS232：：-CCommRS232(){)BOOLCCommRS232：：ReInitComm0{BOOLresult=CloseHandle(m_facPort．hCom)；ASSERT(result)；if(!result)returnFALSE；if(!InitComm0)returnFALSE；returnTRUE；)2、通信规约解析37 第四章软件功能模块的实现以下是针对遥控返校、全遥信、遥信变位和遥测的程序执行情况：(1)遥控返校if(水(packet_ptr)==m—startEndCode．丘锄eYKR卫PLY—code&&m—blnsert—TRUE){mblnsert=FALSE；YkReply(packet_ptr)；return；)(2)全遥信：if(m_bFrameCode==m_frameCode．m_yxFramel{i坟(木(packet_ptr)>=m—startEndCode．frarn吖X-start—code)&&(半(packet_ptr)<=m—startEndCode．frameYXend—code)){YxProc(packet_ptr)；return；)(3)遥信变位ifrm_blnsertFrame==m_frameCode．m_yxChangeFrame&&m—blnsert—TRUE){mblnsert=FALSE；if((木(packet_ptr)>=m—startEndCode．fram吖X—start—code)38 第四章软件功能模块的实现&＆(木(packet_ptr)m—startEndCode．frameYXend—code)){<2YxChangeProc(packet_ptr)；return；)(4)遥测if(m—bFrameCode==m—frameCode．m—firstYcFramem—bFrameCode==m—frameCode．m—secondYcFrame||m—bFrameCode—m—frameCode．m—thirdYcFrame){if((木(packet_ptr)>=m—startEndCode．framdC—start—code)&＆(木(packet_ptr)m—startEndCode．frameJC_end_code)){m—isYxCount=O；YcProc(packet_ptr)；return；<=3、系统实际运行中，会不断的对各端口的通信状态进行监测，并对其运行状态进行分析，下面是一段“厂站投入退出告警”监测过程的执行程序：voidCRealFac：：FacChangeWam(BYTEOnOf0{UpdateRealFac()；FACJ队RN木rtu—warn2newFAC_WARN；39 第四章软件功能模块的实现一_—————————————————————————————————————————————————————一SYSTEMTIMEsysTime；ASSERT(rtu_waml_NULL)；if(rtuwarn—NULL1return；rtuwarn．>type=FACWWARN；rtuwarn．>wamType=FACWCHANGE；rttl—warn一>facNo=m__protocol->m_fac->mfacno；rtuwarll->realⅦ=Ono危GetLocalTime(&sysTime)；SystemTimeToFileTime(&sysTime，&rtu—warn->wamTime)；ListAdd(CProtocol：：m—warn->m—rtuWam，rtu—wain，LIMIT—RTU—WARN)；‘)第五节事故追忆4．5．1事故追忆定义库的说明关于事故追忆定义库以下图为例说明：Ⅱ歪匿圈匿墨霪霹嚣露磊嚣溺潮鼷黼鬻鬻簇蒸豢攀爹蓑囊i妻．．。剿剖：四文件(E)编辑(9查看(蛐窗口(蛐帮助(出刊圈．1Y{∞i^=-几憎，‘：k彳寿]—葡f盆m11．舞．髫i涟接件打开文件傈存文件|编辑增加删除更袖兜摹叶5QL缀泽甥蘑童‘。：紊寒堤骖检走楼l■i。：海关集装箱验艘c向前追忆同箔追，l艺追忆间隔相关魁发憋发类型遣l、乙值1习．+‘!海关集装箱验j霉厂站监测。零?。#≮。爹；象誊≥j薯蓦曩鼙攀{||||鬻鬟囊。n_精强艿濑隧王固瑚nq设置i点目调制解调器—。重一、3鼍_雾。lg一谭燃j固82530设置2誊?j瓢j1彰豢鬻鬻粪ii津删l一蓦一。『ii雷美选I接收蠖挣指针聿国遂信库蔓鄹遥i!l『|库j冒艰唐库一目臆、申量库，l_一．，-_·lI■tl■!互墼墨壁j东突堤l号变厂僖东突堤1号变事翻东突堤3号变事越l东突堤2号变事丧记录数一2图4-5事故追忆定义库图1、“事故追忆序号”必须唯一。2、“向前追忆帧数”和‘‘向后追忆帧数”可以任意填写，追忆的越多，耗 第四章软件功能模块的实现费的内存越多。3、“追忆间隔”的含义是：填0代表5秒钟采样一次，亦即两帧数据之间有5秒间隔。填1代表10秒钟采样一次，亦即两帧数据之间有10秒间隔。填2代表15秒钟采样一次，亦即两帧数据之间有15秒间隔。余者依次类推。4、“相关触发点ID”是触发事故追忆的遥信量或遥测量，必须用“信息检索器”输入。若填入的是遥信量，则“触发类型”必须填：“事故触发”或“分触发”或“合触发”。若填入的是遥测量，则“触发类型”必须填：“越上限触发”或“越下限触发”。每个“相关触发点ID”对应12个“追忆值”。“追忆值”可为遥信量或遥测量，必须用“信息检索器”输入。当满足触发条件时，“追忆值”的数据值将被记录。若某条记录的“相关触发点ID”中填入了有关“厂信息库”的信息，则该条记录中的“追忆值”具有以下特性：该厂的任意一个触发点触发事故时，这些“追忆值”将与那个触发点所对应的“追忆值”一同被记录和追忆。这种记录可以有若干个。4．5．2事故追，I’乙部分功能的实现1、错误信息的反馈voidCSgGridView：：OnRepeatSame(){if((m_currentDataid．ViewNo==ALL-VAL)I|(m_currentDataid．FacNo==ALL-ⅥkL)I|(m_currentDataid．DotNo==ALL_VAL)||(m_currentDataid．FieldNo—ALL-VAL)){AfxMessageBox(”请先选择好时间范围和触发点!!”)；return；)CTimeSelDlgtimedlg(&m_time_list，m_display_sg．fac--n锄e，m_display_sg．triggername)；if(timedlg．DoModal()--=IDOK)41 第四章软件功能模块的实现m—cur—sel—time=timedlg．m_current_sel；if(mcurseltime==0)return；QuerySQL0；GetDocument0->UpdateAllViews(NULL)；Invalidate(TRUE)；2、设置时间点，对数据库进行数据查询SYSTEMTIMEtime；CStringtimestr,trigger_str,monthstr；CTime木pt=(CTime木)rn_timelist．GetAt(m_curseltime-1)；time．wYear=pt->GetYear0；time．wMonth=pt->GetMonth0；time．wDay=pt一>GetDay0；time．wHour=pt->GetHour0；time．wMinute=pt->GetMinute0；time．wSecond=pt->GetSecond0；intmon=time．wMonth；ConvertFrom(monthstr,mon)；timestr．Format(”’％4d一％2d-％2d％d：％d：％dI”，time．wYear,time．wMonth，time．wDay,time．wHour,time．wMinute，O)；m_display_sg．sg_time．Format(”％4d年％2d月％2d日％2d时％2d分％2d秒”，time．wYear,time．wMonth，time．wDay,time．wHour,time．wMinute，time．wSecond)；BYTEtemp[8]，exchange；memcpy(temp，(BYTE木)&(m_currentDataid)，8)；for(intx=O；x<8；x+=2){exchange=temp[x]；temp[x]=temp[x+1]；temp[x+1]=exchange；triggerstr．Format(”％02x％02x％02x％02x％02x％02x％02x％02x",temp[0]，tem42 第四章软件功能模块的实现p[1]，temp[2]，t既np[3]，tcmp[4]，tcmp[5]，temp[6]，tcmp[7])；CDatabasedb；if(!CRtDbms：：OpenDatabase(db)){db．Close0；return；4．6．1系统对时的说明第六节系统对时GPS标准时间同步钟，它的应用大大促进和提高电力系统的事故分析，故障测距和继电保护等电力自动化技术的发展。程序运行后窗口显示初始状态如图4．6所示：口墨至嚣—髑黼粼鋈鍪蒸!瀵||||||豢崮；请输入．u⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯对时时间间隔：再百—一秒i卑口选择⋯⋯⋯⋯⋯～}当前使用串12：1：再蒜F——]因■一因图4．6系统默认的对时时间间隔为10分钟，当前使用串13为tom2，如用户想自己设定所需的对时时间间隔可通过上、下翻动按钮进行选择，范围是(0．100分钟之间)。同理串口也更改为该机器连GPS的串口，确定后即可启动GPS对时系统如图4．7。43 第四章软件功能模块的实现文件(￡)查看凹帮助(曲塑I鱼l望|墨|型l图4．74．6．2系统对时的功能实现1、获得标准时间voidCModifyTimeView：：ModifyTime(BYTE木pack){SYSTEMTIMEsysTime；BOOLresult=TRUE；GetLocalTime(&sysTime)；sysTime．wHom"=(枣pack／16)木10+(宰pack％16)；sysTime．wMinute=((*(pack+1)／16))宰10+(木(paek+1)％16)；sysTime．wSecond=((幸(pack+2)／16))幸1O+(木(pack+2)％16)；sysTime．wYear=(((*(pack+3)／16))宰1O+(宰(pack+3)％16))宰100+((*(pack+4)／0x10))宰10+(宰(pack+4)％16)；sysTime．wMonth=((宰(pack+5)／16))宰10+(木(pack+5)％16)；sysTime．wDay=((幸(pack+6)／16))宰10+(宰(pack+6)％16)；if【((宰pack-0x30)木10+(木(pack+1)一0x30))>70)sysTime．wMilliseconds=998；VerifySysTime(sysTime)；staticBOOLisFirst=TRUE；if(isFirst)isFirst=FALSE；44 第四章软件功能模块的实现elseresult=IsWorking(sysTime)；if(!result)return；memcpy(＆m．jime，&sysTime，sizeof(SYSTEMTIME))；UPDATE_STRUCTupdate；update．size=sizeof(UPDATE—STRUCT)；update．cmd=CMD_ADJUSTTIME；memcpy(&update．data[0]，&sysTime，sizeof(SYSTEMTIME))；intnetno=CRtDbms：：PreferNetl(m—count)；m_pDest[netno]．sin_port=htons(RTDBMS—UDP—PORT)；result=sendto(m_pBroadcast[netno]，(char木)&update，update．size，0，(SOCKADDR木)&m_pDest[netno]，sizeof(m_pDest[netno]))；ASSERT(result>0)；)2、时间下送BOOLCreateBroadcastSock(in_addr木pnetAddr,SOCKET&broadcast){SOCKADDR—INsin；|峰SourceSocketINtemet鲁|intresult；broadcast2socket(AFjNET，SOCK_DGRAM，O)；if(broadcast—INVALID—SOCKET)returnFALSE；sin．sin_family=AF—INET；sin．sin—addr．s—addr2pnetAddr->s_addr；sin．sin_port=O：／水Converttonetworkordering半／result=bind(broadcast，(SOCKADDR木)&sin，sizeof(SOCKADDR—IN))；if(result<0)returnFALSE；BOOLon=TRUE：on=setsockopt(broadcast，SOL_SOCKET,SO_BROADCAST，(const45 第四章软件功能模块的实现char木)＆on，sizeof(on))；return(on一0)；)3、与上下级系统的时间校准voidCModifyTimeView：：VerifySysTime(SYSTEMTIME&time){SYSTEMTIMEsyTime；GetLocalTime(&syTime)；if(time．wYear<1900||time．wYear>3000)time．wYear=syTime．wYear；if(time．wMonth<1||time．wMonth>12)time．wMonth=syTime．wMonth；if(time．wDay<1||time．wDay>31)time．wDay=syTime．wDay；if(time．wHour<0IItime．wHour>24)time．wHour=syTime．wHour；if(time．wMinute<0IItime．wMinute>60)time．wMinute=syTime．wMinute；if(time．wSecond<0time．wSecond>60)time．wSecond=syTime．wSecond；if(time．wMilliseconds<0|Itime．wMilliseconds>1000)time．wMilliseconds=syTime．wMilliseconds； 第五章应用情况与展望第一节应用情况总结2005年10月系统正式投入使用，己接入厂站100余个。原RD800监控系统仅能接入64个站，本文中的电网监控监控系统可接入1024个厂站甚至更多。原RD800监控系统修改数据库需要逐层调用，修改完毕后进行保存，如果中途出现问题，则修改工作重新进行，费时费力，本文中的电网监控投入使用后，可以对数据库即改即存，方便快捷。系统图的修改也较以前更加方便，原来必须整图修改后，才能检查系统图的准确，新系统的修改功能更加强大，可以即改即查，对修改的部分可以立即投入系统进行检查，保证了系统图的准确、无误。原RD800监控系统由于系统自身原因，各应用文件不能互相拷贝，出现系统故障，很难恢复，而本文中的电网监控系统只要执行相应的注册表文件，即可在每台机器上顺利运行，为系统维护和正常运行提供了便捷。本文中的电网监控系统采用的硬件设备均是现代计算机的主流产品，性能卓越，数据的处理能力十分强大，这方面使RD800系统主机无法比拟。本文中的电网监控系统的使用改变了原来厂站传输数据只能采用专线通信(速率300--9600bps不等)的方式，既可以使用专线通信也可以使用光纤通信(速率100M--1000M／s)，兼顾了新建变电所和老变电所的通信兼容问题，为以后统一采用高速的光纤通信做好的充足的准备，并且使厂站的数据传输的稳定性、准确性、快速性大大提高，使调度中心的运行人员可以及时、有效地对电网系统出现的隐患或故障进行判断处理。随着港区的飞速发展，港区面积逐年增加，港El供电范围不断扩大，大大小小新建的变、配电站不断出现在港区内，供电运行人员的调配成为一个重要的问题。电网监控系统地投入使用极大地提高了调度中心自动化技术的水平，改善了原RD800电网监控系统在监控容量上的不足，使无人值守变电站的数量可以继续增加，间接配合了公司体制改革的深化。电网监控系统在2005年投入使用，为调度运行人员提供了重要的系统运行数据，成功避免了数十次的系统闪变，保障了电网的正常、稳定的运行，为港口生产提供了安全、优质、可靠的供电环境，创造的经济效益和社会效益是无47